EP0432098A1 - Mehrschichtige Kunststoffolie - Google Patents

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EP0432098A1
EP0432098A1 EP90810928A EP90810928A EP0432098A1 EP 0432098 A1 EP0432098 A1 EP 0432098A1 EP 90810928 A EP90810928 A EP 90810928A EP 90810928 A EP90810928 A EP 90810928A EP 0432098 A1 EP0432098 A1 EP 0432098A1
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EP
European Patent Office
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layer
plastic film
polystyrene
film
carrier film
Prior art date
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Withdrawn
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EP90810928A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Grämiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BETAN AG
Original Assignee
BETAN AG
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a multilayer plastic film according to the preamble of patent claim 1, to a method for producing the plastic film and to its use according to the preamble of patent claim 9.
  • plastic packaging containers are used today, with printed webs or labels made of paper or cardboard attached to their outer surface.
  • these webs or labels usually have information about the goods packed in the container.
  • FFS stands as an abbreviation of the English words: "Form-Fill-Seal”. This is how the system works.
  • the packaging container is manufactured by deep drawing, cooled, filled with the goods to be packaged and sealed by sealing.
  • the aforementioned paper or cardboard webs are attached in the above-mentioned systems, preferably at a temperature of 80 ° C to 100 ° C.
  • the outer surface of the packaging container which has just been drawn to this temperature and has been deep-drawn, is connected to the paper or cardboard web in an intermediate step.
  • the side of the paper or cardboard web facing the container is provided with a hot glue which has a melting temperature in the aforementioned temperature range.
  • thermoplastics are suitable for recycling, by cleaning them, chopping them and adding them to the granulate, for example to produce new packaging containers, containers made according to the previously described process are not again due to the inseparable bond between the paper or cardboard webs and the plastic usable.
  • the aim of the invention was to replace the above-mentioned paper or cardboard webs that were permanently connected to the packaging container by plastic ones. Only containers made entirely of thermoplastic plastic can be recycled after use. Known sealable plastic films, such as those used for closing the above-mentioned containers, are unsuitable because the sealing temperature for such films is often around 160 ° C.
  • the packaging containers, which are preferably made of polystyrene, would be in a plastic state at such temperatures. It would not be possible to attach a film that can be sealed over a relatively large area.
  • Such a film according to the invention can be realized on a coextrusion plant by providing one side of a carrier film made preferably of polystyrene with a layer of an ionomer, a comonomer or an ethylene-vinyl acetate.
  • a carrier film made preferably of polystyrene with a layer of an ionomer, a comonomer or an ethylene-vinyl acetate.
  • the ionomer has proven to be particularly suitable for the use described.
  • the polyester layer is also applied during the coextrusion of the film.
  • a thin layer of an adhesion promoter is located between the two layers and the carrier film.
  • a preferred embodiment of the multilayer plastic film 1 according to the invention is described below with reference to FIG. 1.
  • a carrier film 2 preferably made of polystyrene
  • a first layer 4 made of a material that can still be sealed at relatively low temperatures of about 70 ° C. to 110 ° C., preferably 80 ° C. to 100 ° C. appropriate.
  • This first layer 4 is connected by means of a first adhesion promoter 3, which is located between the carrier film 2 and the first layer 4.
  • the polystyrene of the carrier film 2 can be a standard polystyrene. This is transparent, but has the disadvantage that it is relatively brittle and stiff. With regard to the use of the film, a mono- or biaxially oriented standard polystyrene is preferable. After the extrusion process, the film, which is still in the plastic state, is cooled until an elastic state is reached. By stretching in one or two directions, the above mono- or Biaxial orientation achieved. The mechanical properties of the transparent film are improved compared to a non-oriented polystyrene film. The oriented polystyrene film is less brittle.
  • HIPS high impact polystyrene
  • carrier film 2 which can be used well by mixing standard polystyrene with high impact polystyrene.
  • Ionomers, comonomers or ethylene-vinyl-acetates have proven to be the first layer 4 as those materials which are still sealable at the abovementioned relatively low temperatures.
  • a comonomer or an ethylene vinyl acetate when using a comonomer or an ethylene vinyl acetate, however, the film shows a sticky surface after extrusion. This is not the case if an ionomer, preferably SURLYN from Du Pont de Nemours International S.A., CH-1211 Genève, is used as the first layer 4.
  • the thickness of the carrier film is approximately 100 to 130 ⁇ m.
  • the thickness of the SURLYN layer 4 is only about 10 to 15 microns.
  • the adhesive layer 3, which is not described in more detail, also has the same layer thickness. It only serves to bond the first layer 4 to the carrier film 2.
  • the side of the carrier film 2 made of polystyrene facing away from the first layer 4 can be printed relatively well, it can also be provided with a second layer 6, a thin layer made of polyester, in order to improve the printability.
  • the second layer 6 is likewise not identified by a second one Adhesion promoter 5 connected to the carrier film 2.
  • the layer thicknesses of both the second layer 6 and the second adhesion promoter 5 are also approximately 10 to 15 ⁇ m each.
  • the multilayer plastic film is produced in a single operation on a coextrusion system using a known coextrusion process.
  • a plurality of extruders acting on a common nozzle are responsible for feeding the various materials present as granules in a storage container each associated with the individual extruders.
  • the film rolled up on a roll is printed on the corresponding side mentioned above and then separated into individual webs.
  • the film webs are then used to be connected as individual film pieces in FFS systems with outer surfaces of deep-drawn packaging containers.
  • Such a container is partially shown in the closed state in FIG. 2.
  • it comprises the container 7, preferably made of polystyrene, which is deep-drawn on the FFS system, then the multilayer plastic film 1 according to the invention, which in the exemplary embodiment shown is connected to the outer circumferential surface of the packaging container 7 and, after the container has been filled, likewise in the FFS Installation of sealing film 8 applied by heat sealing.
  • sealing films are known and consist, for example, of a central polystyrene layer 9, on whose side facing the packaging container a hot sealing layer 11 with an adhesion promoter 10 is attached and whose side facing away from the packaging container has another Adhesion promoter 12 has connected polyester layer 13.
  • the hot sealing in which only a small zone of the upper edge of the packaging container is heated, can take place at approx. 160 ° C.
  • a comprehensive sealing, as is necessary for attaching the film 1 according to the invention, would not be possible at these temperatures because, as already mentioned at the beginning, the packaging container 7 would be in a plastic state at such temperatures.
  • the packaging 1, 7, 8 which is made entirely of thermoplastic materials and mainly consists of polystyrene, can be recycled using a suitable recycling process.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die mehrschichtige Kunststoffolie umfasst eine Trägerfolie (2) aus Polystyrol. Auf der einen Seite der Trägerfolie (2) ist eine erste Schicht (4) aus einem etwa bei 80°C bis 110°C siegelbaren Material, vorzugsweise ein Ionomer, vorhanden. Die Ionomerschicht (4) ist mit der Trägerfolie (2) mit einem dazwischen angeordneten ersten Haftvermittler (3) verbunden. Auf der der Ionomerschicht (4) abgewandten Seite der Trägerfolie (2) ist eine zweite Schicht (6) aus Polyester mittels einem zweiten Haftvermittler (5) mit der Trägerfolie (2) verbunden. Die auf einer Koextrusionsanlage hergestellte und nachher bedruckte Folie eignet sich dazu, heute gebräuchliche, an Verpackungsbehältern mit Heissklebung angebrachte Bezeichnungsstreifen aus Papier oder Karton zu ersetzen. Die Verpackungen werden dadurch recyclierbar.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mehrschichtige Kunststoffolie gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, auf ein Verfahren zur Herstellung der Kunststoffolie und auf deren Verwendung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
  • In der Verpackungsindustrie werden gegenwärtig grosse Anstrengungen unternommen, Verpackungsmaterial zu reduzieren und unschädlich vernichtbar oder mittels einem geeigneten Recycling-Verfahren wiederverwertbar zu machen.
  • Insbesondere in der Lebensmittelindustrie werden heute Verpackungsbehälter aus Kunststoff verwendet an deren äusseren Oberfläche bedruckte Bahnen oder Etiketten aus Papier oder Karton angebracht sind. Diese Bahnen oder Etiketten weisen nebst Werbung üblicherweise Angaben über die im Behälter verpackte Ware auf.
  • In der Massenproduktion, beispielsweise beim Bereitstellen von abgfüllten Joghurt-Behältern, geschieht dieses Anbringen der obgenannten Bahnen in rationeller Art und Weise vollautomatisch in sogenannten FFS-Anlagen. FFS steht dabei als Abkürzung der englischen Worte: "Form-Fill-Seal". Dadurch ist die Arbeitsweise der Anlage gekennzeichnet. In einem Arbeitsgang wird der Verpackungsbehälter durch Tiefziehen hergestellt, abgekühlt, mit der zu verpackenden Ware gefüllt und durch Versiegelung verschlossen.
  • Nach dem Formvorgang werden in den obgenannten Anlagen, vorzugsweise bei einer Temperatur von 80°C bis 100°C die bereits erwähnten Papier- oder Kartonbahnen angebracht. Die äussere Oberfläche des auf diese Temperatur abgkühlten, soeben tiefgezogenen Verpackungsbehälters wird dabei in einem Zwischenschritt mit der Papier- oder Kartonbahn in Verbindung gebracht. Zum Erzielen eines unlösbaren Verbundes der letzteren mit der Oberfläche des Verpackungsbehälters ist die dem Behälter zugewandte Seite der Papier- oder Kartonbahn mit einem Heisskleber versehen, welcher eine Schmelztemperatur im vorgenannten Temperaturbereich aufweist.
  • Obschon sich die meisten thermoplastischen Kunststoffe für ein Recycling eignen, indem sie gesäubert, zerhackt und dem Granulat beispielsweise zum Herstellen von neuen Verpackungsbehältern beigemischt werden, sind gemäss dem vorgängig geschilderten Verfahren hergestellte Behälter wegen dem unlösbaren Verbund der Papier- oder Kartonbahnen mit dem Kunststoff nicht wieder verwertbar.
  • Im weiteren weisen solche Verpackungsbehälter den zusätzlichen Nachteil auf, dass sich infolge der Feuchteempfindlichkeit des Papiers oder des Kartons oftmals Lagerhaltungsprobleme ergeben.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Stand der Technik mit einem Lösungsvorschlag in dem Sinne zu bereichern, dass die auf obgenannten FFS-Anlagen hergestellten Verpackungsbehälter weiterverwertbar sind, wobei gleichzeitig die geschilderten Lagerhaltungsprobleme behoben werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass anstelle der genannten Papier- oder Kartonbahnen eine mehrschichtige Folie mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen eingesetzt wird. Die Folie wird nach dem im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 7 aufgeführten Verfahren hergestellt. Die Verwendung der Folie ist im Patentanspruch 9 gekennzeichnet.
  • Bei der Erfindung ging es darum, die genannten unlösbar mit dem Verpackungsbehälter verbundenen Papier- oder Kartonbahnen durch solche aus Kunststoff zu ersetzen. Nur bei ganz aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Behältern sind diese nach dem Gebrauch wieder verwertbar. Bekannte siegelbare Kunststoffolien, wie sie beispielsweise zum Verschliessen von obgenannten Behältern eingesetzt werden, sind ungeeignet, weil die Versiegelungstemperatur bei solchen Folien oft etwa 160°C beträgt. Die Verpackungsbehälter, die vorzugsweise aus Polystyrol hergestellt werden, würden sich bei solchen Temperaturen in einem plastischen Zustand befinden. Das Anbringen einer relativ grossflächig siegelbaren Folie wäre nicht möglich.
  • Es stellte sich daher das Problem eine Kunststoffolie zu finden, die auch noch bei Temperaturen von 80°C bis 100°C siegelbar ist, also in einem Temperaturbereich, in dem der Behälter bereits seinen festen Zustand erreicht hat.
  • Eine solche erfindungsgemässe Folie lässt sich auf einer Koextrusionsanlage realisieren indem die eine Seite einer Trägerfolie aus vorzugsweise Polystyrol mit einer Schicht aus einem Ionomer, einem Komonomer oder einem Ethylen-Vinyl-Acetat versehen wird. Für den geschilderten Verwendungszweck als besonders geeignet hat sich dabei das Ionomer erwiesen.
  • Insbesondere zum Bedrucken der Folie ist es im weiteren vorteilhaft, diese auf der der obgenannten Schicht abgewandten Seite mit einer Polyesterschicht zu versehen.
  • Die Polyesterschicht wird ebenfalls bei der Koextrusion der Folie angebracht. Zwischen den beiden Schichten und der Trägerfolie befindet sich je eine dünne Schicht eines Haftvermittlers.
  • Anhand von Figuren wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Folie, und
    • Fig. 2 einen Schnitt durch einen teilweise dargestellten verschlossenen Behälter mit einer erfindungsgemässen Folie.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen mehrschichtigen Kunststoffolie 1 ist nachstehend anhand der Fig. 1 beschrieben. An einer Trägerfolie 2, vorzugsweise aus Polystyrol, ist auf der einen Seite eine erste Schicht 4 aus einem Material, das bei relativ tiefen Temperaturen von etwa 70°C bis 110°C, vorzugsweise 80°C bis 100°C, noch siegelbar ist, angebracht. Diese erste Schicht 4 ist mittels einem ersten Haftvermittler 3, der sich zwischen der Trägerfolie 2 und der ersten Schicht 4 befindet, verbunden.
  • Das Polystyrol der Trägerfolie 2 kann ein Standardpolystyrol sein. Dieses ist transparent, hat jedoch den Nachteil, dass es relativ brüchig und steif ist. Inbezug auf die Verwendung der Folie ist ein mono- oder biaxial orientiertes Standardpolystyrol vorzuziehen. Nach dem Extrudiervorgang wird dabei die sich noch im plastischen Zustand befindliche Folie soweit abgekühlt, bis ein elastischer Zustand erreicht wird. Durch Dehnvorgänge in einer oder zwei Richtungen wird die obgenannte mono- oder biaxiale Orientierung erreicht. Die mechanischen Eigenschaften der transparenten Folie werden gegenüber einer nicht orientierten Polystyrolfolie verbessert. Die orientierte Polystyrolfolie ist weniger spröd.
  • Durch Verwendung eines sogenannten High Impact Polystyrol (HIPS), das ist ein Standardpolystyrol mit einem Zusatz von Butatien, kann der gleiche Effekt erzielt werden. Ebenfalls ist es möglich, eine gut brauchbare Trägerfolie 2 durch eine Abmischung von Standardpolystyrol mit High Impact Polystyrol zu erhalten.
  • Als erste Schicht 4 haben sich Ionomere, Komonomere oder Ethylen-Vinyl-Acetate als diejenigen Materialien erwiesen, die bei den obgenannten relativ niedrigen Temperaturen noch siegelbar sind. Bei der Verwendung eines Komonomeres oder eines Ethylen-Vinyl-Acetates, zeigt jedoch die Folie nach der Extrusion eine klebrige Oberfläche. Dies ist nicht der Fall, wenn als erste Schicht 4 ein Ionomer, vorzugsweise SURLYN der Firma Du Pont de Nemours International S.A., CH-1211 Genève, verwendet wird.
  • Die Dicke der Trägerfolie beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform etwa 100 bis 130 µm. Die Dicke der SURLYN-Schicht 4 hingegen nur etwa 10 bis 15 µm. Die gleiche Schichtdicke weist etwa auch der Haftvermittler 3, der nicht näher bezeichnet ist, auf. Er dient nur zum Verbund der ersten Schicht 4 mit der Trägerfolie 2.
  • Obschon die der ersten Schicht 4 abgewandte Seite der Trägerfolie 2 aus Polystyrol relativ gut bedruckbar ist, kann sie zur Verbesserung der Bedruckbarkeit noch zusätzlich mit einer zweiten Schicht 6, einer dünnen Schicht aus Polyester, versehen werden. Die zweite Schicht 6 ist mit einem zweiten ebenfalls nicht näher bezeichneten Haftvermittler 5 mit der Trägerfolie 2 verbunden. Die Schichtdicken sowohl der zweiten Schicht 6 als auch des zweiten Haftvermittlers 5 betragen ebenfalls je etwa 10 bis 15 µm.
  • Die mehrschichtige Kunststoffolie wird in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Koextrusionsanlage nach einem bekannten Koextrusionsverfahren hergestellt. Mehrere auf eine gemeinsame Düse wirkende Extruder sind für die Zuführung der verschiedenen als Granulat in je einem den einzelnen Extrudern zugeordneten Lagerbehälter vorhandenen Materialien besorgt. Nach dem Koextrudieren wird die auf einer Rolle aufgerollte Folie auf der entsprechenden obgenannten Seite bedruckt und anschliessend in einzelne Bahnen getrennt.
  • Die Folienbahnen werden dann dazu benutzt, um als einzelne Folienstücke in FFS-Anlagen mit äusseren Oberflächen von tiefgezogenen Verpackungsbehältern verbunden zu werden.
  • Ein solcher Behälter ist in der Fig. 2 im verschlossenen Zustand teilweise dargestellt. Er umfasst im Prinzip den auf der FFS-Anlage tiefgezogenen Behälter 7, vorzugsweise aus Polystyrol, dann die erfindungsgemässe mehrschichtige Kunststoffolie 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel mit der äusseren Mantelfläche des Verpackungsbehälters 7 verbunden ist sowie eine nach dem Füllen des Behälters ebenfalls in der FFS-Anlage durch Heissversiegelung angebrachte Verschlussfolie 8. Solche Verschlussfolien sind bekannt und bestehen beispielsweise aus einer zentralen Polystyrolschicht 9, auf deren dem Verpackungsbehälter zugewandten Seite eine Heiss-Siegelschicht 11 mit einem Haftvermittler 10 angebracht ist und deren dem Verpackungsbehälter abgewandte Seite eine mit einem weiteren Haftvermittler 12 verbundene Polyesterschicht 13 aufweist. Die Heiss-Siegelung, bei der nur eine kleine Zone des oberen Randes des Verpackungsbehälters erwärmt wird, kann bei ca. 160°C erfolgen. Eine flächendeckende Versiegelung, wie sie zum Anbringen der erfindungsgemässen Folie 1 notwendig ist, wäre bei diesen Temperaturen nicht möglich, weil sich der Verpackungsbehälter 7, wie eingangs bereits erwähnt, bei solchen Temperaturen in einem plastischen Zustand befinden würde.
  • Nur dank dem Umstand, dass es gelungen ist eine Kunststoffolie zu entwickeln, die noch bei Temperaturen von vorzugsweise 80°C bis 100°C siegelbar ist, ist es möglich geworden, die in bestehenden FFS-Anlagen bis jetzt gebräuchlichen Bezeichnungsstreifen oder Etiketten aus Papier oder Karton zu ersetzen. Die voll aus thermoplastischen Kunststoffen zur Hauptsache aus Polystyrol bestehende Verpackung 1, 7, 8 kann mittels einem geeigneten Recycling-Verfahren wieder verwertet werden.

Claims (9)

  1. Mehrschichtige Kunststoffolie mit wenigstens einer Trägerfolie, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite der Trägerfolie (2) eine erste Schicht (4) aus einem zwischen 70° und 110° siegelbaren Material vorhanden ist, und dass die erste Schicht (4) mit der Trägerfolie (2) mit einem dazwischen angeordneten ersten Haftvermittler (3) verbunden ist.
  2. Kunststoffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (2) aus Polystyrol besteht.
  3. Kunststoffolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polystyrol ein Standardpolystyrol oder ein High Impact Polystyrol (HIPS) oder eine Abmischung davon ist.
  4. Kunststoffolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polystyrol mono- oder biaxial orientiert ist.
  5. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (4) aus einem Ionomer, Komonomer oder aus einem Ethylen-Vinyl-Acetat besteht.
  6. Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der ersten Schicht (4) gegenüberliegenden Seite der Trägerfolie (2) eine zweite Schicht (6) aus Polyester angeordnet ist, und dass die Polyesterschicht (6) mit der Trägerschicht (2) durch einen dazwischen angeordneten zweiten Haftvermittler (5) verbunden ist.
  7. Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Kunststoffolie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (2) und wenigstens die erste Schicht (4) sowie wenigstens der erste Haftvermittler (3) auf einer Koextrusionsanlage in einem Arbeitsgang miteinander verbunden werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffolie (1) auf der der ersten Schicht (4) abgewandten Seite bedruckt und anschliessend in Bahnen getrennt wird.
  9. Verwendung der mehrschichtigen Kunststoffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Anbringen an einem in einer Tiefzieh- oder Form-Fill-Seal-Anlage (FFS-Anlage) hergestellten Behälter (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Anbringen in der Tiefzieh- oder Form-Fill-Seal-Anlage unmittelbar nach dem Tiefzieh- oder Formvorgang des Behälters, bei einer Temperatur von 70°C bis 110°C erfolgt, wobei die auf der Trägerfolie (2) vorhandene erste Schicht (4) als Siegelschicht oder Haftvermittler dient.
EP90810928A 1989-12-04 1990-11-28 Mehrschichtige Kunststoffolie Withdrawn EP0432098A1 (de)

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CH4335/89 1989-12-04

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